理论教育 浸渍热:液体与固体的亲和力

浸渍热:液体与固体的亲和力

时间:2023-10-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓浸渍热,是指将一固体浸入一液体中所放出的热量。在忽略体系对外做功的情况下,体系能量的降低主要以热的形式释出,这就是浸渍热。显然,浸渍热越大表明固-液分子间的亲和力越强。表5-3列出了一些液体对石墨化炭黑和金红石的浸渍热(25℃)。表中数据表明,各种液体对非极性固体石墨化炭黑的浸渍热数值相当接近,而对极性固体金红石的浸渍热则相差悬殊。另外,对于一种未知固体,可以通过测定其浸渍热来推断其表面极性状态。

浸渍热:液体与固体的亲和力

前面介绍的润湿功和临界表面张力虽然都是常用的润湿性指标,它们都依赖接触角的测定,但是在接触角为零或自动铺展的情况下,测定接触角便无法分辨体系润湿性的优劣。这时可用浸渍热作为判据。所谓浸渍热,是指将一固体浸入一液体中所放出的热量。采用精密量热方法可以测出各种固体和液体浸润过程中的热效应。特别是对于粉末状固体,浸渍热效应较明显,其数值可以作为固-液体系润湿性能的表征。由式(5-5b)可知,浸湿过程自发进行时,体系的Gibbs自由能降低。在忽略体系对外做功的情况下,体系能量的降低主要以热的形式释出,这就是浸渍热。显然,浸渍热越大表明固-液分子间的亲和力越强。表5-3列出了一些液体对石墨炭黑金红石的浸渍热(25℃)。表中数据表明,各种液体对非极性固体石墨化炭黑的浸渍热数值相当接近,而对极性固体金红石的浸渍热则相差悬殊。这是由于各种液体与非极性固体之间的相互作用都是以色散力为主的,因而液体的极性大小对分子间力的影响不大,相应的浸渍热也就都很接近。而极性固体与液体间的相互作用除了色散力之外,偶极力和静电力的贡献也较大,固-液分子之间的作用力强弱乃至性质都会随液体的极性不同而不同。另外,对于一种未知固体,可以通过测定其浸渍热来推断其表面极性状态。因此,浸渍热作为固体表面的又一个特征参数,可作为判断固体粉末在液体中分散好坏的重要依据。

表5-3 一些液体对石墨化炭黑和金红石的浸渍热(25℃)

综上所述,可总结出如下规律。(www.daowen.com)

(1)极性强的固-液之间相互作用力强,浸渍热大,分散性好;反之,极性弱的固-液之间相互作用力弱,浸渍热小,分散性差。

(2)通过浸渍热的测定可判断固体粒子在液体中的分散状况,同时还可根据已知液体或固体的极性大小,判断未知固体或液体的极性强弱。

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